FeruBase – Maßgeschneiderte Mikroorganismen für die Produktion von Ferulasäuren als Vorstufe hochwertiger Pflanzenprodukte

Ferulasäuren sind pflanzliche Inhaltsstoffe, die als Ausgangssubstanz für Geschmacksstoffe dienen und aufgrund ihrer antimikrobiellen Eigenschaften auch in der Medizin und der Kosmetik gefragt sind. Im Rahmen des Projekts FeruBase wird ein neuer biotechnologischer Prozess zur Herstellung des Naturstoffs optimiert und am Fraunhofer CBP für den industriellen Maßstab skaliert.

Biotechnologische Produktion von Ferulasäuren als Vorstufe für Aromastoffe

Ferulasäure – Pflanzliche Basis für hochwertige Aroma- und Geschmacksstoffe

Ferulasäure ist Ausgangsstoff für Aromastoffe wie Vanillin und hauptverantwortlich für den Geschmack von Weizenbier, da die Säure beim Gärprozess in das typische Weizenbieraroma umgewandelt wird. Sie kommt in unterschiedlicher Form in vielen verschiedenen Pflanzen vor. Bisher gestaltet sich die Produktion des vielversprechenden Naturstoffs jedoch aufwendig. Er wird mithilfe von Lösungsmitteln und Hitze aus Produktionsrückständen von Mais, Weizen oder Reis extrahiert.

Neuer biotechnologischer Herstellungsprozess

Ziel der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) war daher die Entwicklung eines biotechnologischen Prozesses zur kostengünstigen Herstellung von Ferulasäure mithilfe von Mikroorganismen. Den Partnern ist es gemeinsam gelungen, die an der Ferulasäure-Synthese benötigten Enzyme zu isolieren und in E.-coli-Bakterien zu exprimieren. Damit steht ein erster Prozess zur biotechnologischen Herstellung von Ferulasäure zur Verfügung.

Optimierung und Skalierung des biotechnologischen Produktionsprozesses zur Herstellung wertvoller Folgeprodukte

Im Rahmen des BMBF-Projekts FeruBase dient Ferulasäure als Ausgangssubstanz für zwei verschiedene Zielprodukte: gesundheitsfördernde Substanzen und Geschmacksstoffe. Außerdem sollen sogenannte bittermaskierende Stoffe produziert werden, die Lebensmitteln zugesetzt werden können. Ist der Produktionsprozess an der MLU so weit optimiert, dass die Zielprodukte im Labor-Maßstab hergestellt werden können, erfolgt eine Skalierung für den industriellen Maßstab am Fraunhofer CBP.

Einsatzgebiete

Die Nachfrage nach dem Naturstoff ist bereits jetzt groß. Er bildet die Grundlage für biotechnologische Verfahren zur Herstellung von Vanillin, wird insbesondere in Asien bereits Lebensmitteln zugesetzt und sogar als Gewürz verwendet. Aufgrund seiner antimikrobiellen Eigenschaften ist der Pflanzenstoff zudem nicht nur in der Medizin, sondern auch in der Kosmetikindustrie gefragt.

Projektinformationen

Projekttitel

FeruBase – Maßgeschneiderte Mikroorganismen für die Produktion von Ferulasäuren als Vorstufe hochwertiger Pflanzenprodukte

 

Projektlaufzeit

Februar 2020 – Januar 2023

 

Projektpartner

  • Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle (Saale)
  • Leibnitz-Institut für Pflanzenbiochemie (IBP), Halle (Saale)
  • Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP, Leuna

Förderung

Wir danken dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Förderung des Projekts »FeruBase«, Förderkennzeichen 031B0836C.